La forma en que las montañas dan forma al clima se conoce como el efecto orográfico, que describe cómo las masas de aire cambian a medida que ascienden y descienden por los lados de las montañas. El lado de sotavento de una montaña se asocia a menudo con aire cálido y seco. Las sombras de lluvia se crean en las laderas de sotavento de las cadenas montañosas, lo que resulta en desiertos u otros climas caracterizados por baja precipitación.
Temperatura y Humedad
Para entender qué ocurre con el aire de la pendiente de sotavento, es necesario para tener una idea de lo que le sucede al aire cuando se enfría y calienta. La humedad relativa (HR) mide la cantidad de vapor de agua, o humedad, en el aire en relación con la cantidad de humedad que el aire podría contener a una temperatura determinada. Por lo tanto, una HR del 40 por ciento significa que el aire contiene el 40 por ciento de la humedad que podría contener a su temperatura actual. Cuando la HR alcanza el 100 por ciento, se dice que el aire ha alcanzado su punto de saturación, o rocío, y la condensación ocurrirá en forma de rocío, niebla, lluvia u otra precipitación. Debido a que el aire frío no puede contener tanta humedad como el aire caliente, el punto de rocío se alcanza más rápidamente cuando se enfría el aire cálido.
Barlovento y sotavento
Las montañas tienen dos lados, barlovento y sotavento. El lado de barlovento está orientado hacia el viento y normalmente recibe aire cálido y húmedo, a menudo de un océano. Cuando el viento golpea una montaña, se fuerza hacia arriba y comienza a enfriarse. El aire frío alcanza su punto de rocío más rápidamente y el resultado es lluvia y nieve. Sin embargo, a medida que el aire cresta la montaña y desciende por la ladera de sotavento, ha perdido gran parte de su humedad en el lado de barlovento. El aire del lado de sotavento también se calienta a medida que desciende, reduciendo la humedad aún más. Un ejemplo de este efecto es el Monumento Nacional Death Valley en California. El Valle de la Muerte está ubicado en el lado de sotavento de las montañas de Sierra Nevada, y es uno de los lugares más secos y cálidos de la Tierra.
Vientos Chinook
El efecto orográfico crea un aire más fresco moviéndose hacia arriba lado de barlovento de las montañas y aire más cálido que se mueve por el lado de sotavento. A menudo, a medida que el aire de sotavento desciende por la ladera, se calienta de manera dramática y rápida. Tal rápido calentamiento y secado de aire puede producir vientos muy fuertes conocidos como vientos Chinook o Foehn. Ocurren cuando las cadenas montañosas están en ángulo recto con los vientos dominantes, como en Sierra Nevadas de América del Norte o los Alpes en Europa. Los vientos de la ladera de sotavento pueden elevar la temperatura hasta 1 grado Celsius por cada 100 metros de caída en la elevación (5.5 grados Fahrenheit por 1,000 pies). En Canadá, los vientos invernales de Chinook o "snow eater" provocan un rápido aumento de las temperaturas que derrite rápidamente la nieve.
Rain Shadows
Otro aspecto del efecto orográfico es la creación de sombras de lluvia en el lado de sotavento de las montañas. Las sombras de lluvia son más prevalentes cuando el lado de barlovento de una montaña es empinado, y por lo tanto el aire caliente se enfría más rápidamente en una distancia más corta creando una mayor precipitación del lado de barlovento. Por lo tanto, el aire del lado de sotavento es incluso más seco ya que el aire saturado pierde su humedad más rápidamente en el lado de barlovento. Un ejemplo de este efecto se ve en los Apalaches del este de los Estados Unidos. El aire húmedo se enfría a una tasa de caída normal de 6 grados Celsius por cada elevación de 1,000 metros en altitud (3 grados Fahrenheit por 1,000 pies). En los Apalaches, sin embargo, la tasa de lapsos húmedos es 40 por ciento mayor, y por lo tanto, el lado occidental o sotavento de las montañas recibe mucha menos precipitación.
